7 / 13
диапазоне, делая его чувствительным к незначительным изменениям
начальной температуры заряда (и, следовательно, давления в камере,
которому пропорциональна сила, действующая на поверхность ЦТ).
Более того, решение в Ansys Autodyn задачи по деформированию сту-
пенчатой разнотолщинной преграды (с учетом выявленного линейного
характера сопротивления деформированию) позволяет определить до-
лю кинетической энергии ЦТ, диссипируемую единицей длины участ-
ка преграды каждой толщины. Для ударника с неизменной формой
конической (заостренной) части поглощаемая преградой энергия в
большей степени зависит от ее толщины и в меньшей — от скорости
внедрения ударника в преграду (или скорости деформаций). В пер-
спективе при известных из внутрибаллистического расчета смещени-
ях ЦТ, требуемых для обеспечения постоянства внутреннего давления
в камере, и диапазоне скоростей свободного разгона открывающегося
ЦТ (а значит, разности кинетических энергий к моменту внедрения в
преграду) возможно по зависимости, аппроксимирующей численные
расчеты и связывающей поглощаемую единицей преграды кинетиче-
скую энергию с толщиной преграды, определять внешние диаметры
каждого из участков даже при малой разности кинетической энергии
при температурах функционирования
+50
◦
С и
−
40
◦
С.
Управление скоростью открытия критического сечения эквива-
лентно управлению уровнем форсирования двигателя. В вычисли-
тельных и натурных экспериментах выявлено, что постоянная сила
сопротивления на начальном участке выдвижения ЦТ, “зажимающая”
критическое сечение, сокращает время выхода двигателя на режим.
Реализовать данное свойство в конструкции возможно установкой
тонкой распорной втулки между острым краем ударника и демпфи-
рующей преградой (рис. 4). Такая деталь позволяет заменить часть
инерционного сопротивления ЦТ силовым сопротивлением откры-
тию критического сечения двигателя. Кроме того, введение распорной
втулки в конструкцию повышает удобство и технологичность сбор-
ки узла (линейный размер втулки жестко задает расстояние между
краем ударника и преградой, а все детали упираются друг в дру-
га). Подбор рациональной толщины тонкостенного цилиндрического
элемента осуществлялся в серии численных экспериментов в Ansys
Autodyn. Поскольку сила сопротивления движению ЦТ в большей
степени зависит от толщины втулки, чем от скорости выдвигающей-
ся конструкции, рассчитывался упрощенный случай проникания ЦТ
(массой 226 г и начальной скоростью 67 м/с) без учета постоянно
нарастающей скорости ЦТ от времени.
Для того чтобы избежать выбросов давления в камере РДТТ (вслед-
ствие избыточного форсирования), вполне подходит распорная втулка
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 69